Aby ste vyliečili zranenie, vaše telo potrebuje nahradiť poškodené bunky novými zdravými...a mitóza hrá v tomto procese kľúčovú úlohu! Mitóza je proces bunkového delenia, ktorý vám pomáha zostať nažive a zdravý. Inými slovami, vo svete bunkovej biológie je mitóza akýmsi veľkým problémom!
Ale ako pri všetkom, čo súvisí s vedou, mitóza môže byť trochu mätúca, keď sa ju prvýkrát pokúsite pochopiť. Kľúčová myšlienka je taká proces mitózy zahŕňa štyri fázy alebo kroky, ktorým musíte porozumieť, ak chcete pochopiť, ako mitóza funguje.
V tomto článku urobíme nasledujúce veci, aby sme vám rozdelili štyri kroky mitózy a pomohli vám zoznámiť sa s fázami mitózy:
- Stručne definujte mitózu a eukaryotické bunky
- Rozdeľte štyri fázy mitózy v poradí
- Poskytnite diagramy mitózy pre štádiá mitózy
- Poskytnite vám päť zdrojov, v ktorých sa dozviete viac o fázach mitózy
Teraz sa poďme ponoriť!
Hlavný obrázok: Cad Jpablo a Juliana Osorio/ Wikimedia Commons
(Marek Kultys/ Wikimedia Commons)
Čo je mitóza?
Mitóza je proces, ktorý sa vyskytuje počas bunkový cyklus . Úlohou mitózy v bunkovom cykle je replikovať genetický materiál v existujúcej bunke – známej ako rodičovská bunka – a distribuovať tento genetický materiál do dvoch nových buniek, známych ako dcérske bunky. Aby mohol odovzdať svoj genetický materiál dvom novým dcérskym bunkám, musí rodičovská bunka prejsť bunkovým delením alebo mitózou. Výsledkom mitózy sú dve nové jadrá, ktoré obsahujú DNA, z ktorých sa nakoniec stanú dve identické bunky cytokinéza .
Mitóza sa vyskytuje v eukaryotické (živočíšne) bunky . Eukaryotické bunky majú jadro, ktoré obsahuje genetický materiál bunky. Rozhodujúca časť mitózy zahŕňa rozklad jadrová membrána ktorý obklopuje bunkovú DNA, aby sa DNA mohla replikovať a rozdeliť do nových buniek. Iné typy buniek, napr prokaryoty , nemajú jadrovú membránu obklopujúcu ich bunkovú DNA, a preto sa mitóza vyskytuje iba v eukaryotických bunkách.
Hlavným účelom mitózy je dosiahnuť regeneráciu buniek, nahradenie buniek a rast v živých organizmoch . Mitóza je dôležitá, pretože zabezpečuje, že všetky nové bunky, ktoré sa v danom organizme vytvoria, budú mať rovnaký počet chromozómov a genetických informácií. Aby sa tento cieľ dosiahol, mitóza prebieha v štyroch diskrétnych, konzistentne po sebe nasledujúcich fázach: 1) profáza, 2) metafáza, 3) anafáza a 4) telofáza .
Máme tu prehľad mitózy, ktorý je skôr úvodom do toho, čo je mitóza a ako funguje. Ak ste v mitóze stále trochu neistí, určite by ste mali začať.
Na čo sa v tomto článku zameriame podrobnejšie, sú 4 štádiá mitózy: profáza, metafáza, anafáza, telofáza a čo sa deje počas týchto fáz! Takže poďme na to.
4 fázy mitózy: profáza, metafáza, anafáza, telofáza
Aké sú teda štádiá mitózy? Štyri štádiá mitózy sú známe ako profáza, metafáza, anafáza, telofáza. Okrem toho spomenieme tri ďalšie prechodné štádiá (interfáza, prometafáza a cytokinéza), ktoré zohrávajú úlohu v mitóze.
Počas štyroch fáz mitózy dochádza k deleniu jadra, aby sa jedna bunka rozdelila na dve. Znie to dosť jednoducho, však? Ale v každom kroku mitózy sa vyskytujú iné veci a každý krok je rozhodujúci pre správne delenie buniek. To znamená, že úspešné delenie buniek závisí od presnosti a regulácie každý fázy mitózy. Preto je dôležité vedieť pochopiť a formulovať úlohu každej fázy v mitóze celkovo.
Tiež: možno ste videli alebo počuli časti mitózy nazývané rôzne veci: fázy mitózy, štádiá mitózy, kroky mitózy alebo možno aj niečo iné. Všetky tieto rôzne frázy odkazujú na presne ten istý proces. Pokiaľ si pamätáte, že fázy/štádiá/kroky mitózy vždy prebieha v rovnakom poradí, nezáleží na tom, ktorú z týchto fráz použijete!
Ďalej rozoberieme štyri fázy mitózy v poradí, aby ste pochopili, ako mitóza prebieha v každej fáze.
(Ph. Immel/ Wikimedia Commons)
Interfáza: Čo sa stane pred mitózou
Interfázu môžeme považovať za prechodnú fázu. Medzifáza je, keď sa rodičovská bunka pripravuje na mitózu . Táto fáza sa nepovažuje za súčasť mitózy, ale pochopenie toho, čo sa deje počas interfázy, môže pomôcť krokom mitózy dať trochu väčší zmysel.
Môžete si predstaviť medzifázu ako úvodné dejstvo. Nie sú to kapela, na ktorú ste sa prišli pozrieť, no rozohriali publikum na hlavnú udalosť.
ja nterfáza nastáva pred začiatkom mitózy a zahŕňa to, čo sa nazýva štádium G1 alebo prvá medzera, štádium S alebo syntéza a štádium G2 alebo druhá medzera . Fázy G1, S a G2 musia vždy prebiehať v tomto poradí. Bunkový cyklus začína štádiom G1, ktoré je súčasťou interfázy.
jasmine davis ako dieťa
Ako sa teda rodičovská bunka pripraví na mitózu počas interfázy? Počas interfázy je bunka zaneprázdnená rastom . Produkuje proteíny a cytoplazmatické organely počas fázy G1, duplikuje svoje chromozómy počas fázy S a potom pokračuje v raste v rámci prípravy na mitózu vo fáze G2.
V bunkovom cykle sa interfáza nevyskytuje len predtým mitóza — tiež sa strieda s mitózou . Je dôležité si uvedomiť, že ide o opakujúci sa cyklus . Keď mitóza skončí, interfáza sa znova spustí! V skutočnosti je vo veľkej schéme bunkového cyklu mitóza oveľa kratšia fáza ako interfáza.
(Kelvinsong/ Wikimedia Commons )
1. fáza: Profáza
Profáza je prvým krokom mitózy. To je, keď genetické vlákna v jadre bunky, známe ako chromatín , začnú kondenzovať a pevne sa zhutnia .
Počas interfázy sa chromozómy rodičovskej bunky replikujú, ale ešte nie sú viditeľné. Len sa vznášajú vo forme voľne zhromaždeného chromatínu. Počas profázy tento uvoľnený chromatín kondenzuje a formuje sa do viditeľných jednotlivých chromozómov.
Keďže každý z chromozómov rodičovskej bunky sa replikoval počas interfázy, počas profázy sú v bunke dve kópie každého chromozómu. Keď sa chromatín skondenzuje na jednotlivé chromozómy, geneticky identické chromozómy sa spoja a vytvoria tvar X, tzv. sesterské chromatidy .
Tieto sesterské chromatidy nesú identickú DNA a sú spojené v strede (v strede tvaru X) v bode nazývanom centroméra . Centroméry budú slúžiť ako kotvy, ktoré sa použijú na oddelenie sesterských chromatidov počas neskoršej fázy mitózy. A to je to, čo sa deje vo vnútri jadra počas profázy!
Po vytvorení sesterských chromatidov vznikajú dve štruktúry tzv centrozómy vzdialiť sa od seba vonku jadra. Keď sa centrozómy pohybujú na opačné strany bunky, vytvárajú niečo, čo sa nazýva mitotické vreteno . Mitotické vreteno bude nakoniec zodpovedné za oddelenie identických sesterských chromatidov do dvoch nových buniek a je tvorené dlhými proteínovými vláknami, tzv. mikrotubuly .
Neskorá profáza: Prometafáza
Prometafáza sa často označuje ako neskorá profáza. (Aj keď sa to niekedy nazýva aj skorá metafáza alebo sa označuje ako úplne odlišná fáza!) Bez ohľadu na to, počas prometafázy sa vyskytujú naozaj dôležité veci, ktoré poháňajú delenie buniek pozdĺž a ktoré pomáhajú vysvetliť, čo sa deje v metafáze.
Prometafáza je fáza mitózy nasledujúca po profáze a predchádzajúcej metafáze. Krátka verzia toho, čo sa deje počas prometafázy, je, že jadrová membrána sa rozpadne .
Tu je dlhá verzia toho, čo sa deje počas prometafázy: po prvé, jadrovej membrány alebo jadrového obalu (t.j. lipidová dvojvrstva obklopujúca jadro a obalujúca genetický materiál v jadre) sa rozpadá na zväzok membránových vezikúl. Akonáhle sa jadrová obálka rozpadne, sesterské chromatidy, ktoré uviazli vo vnútri jadra, sa uvoľnia.
Teraz, keď je ochranný obal jadra preč, kinetochorové mikrotubuly pohybovať sa v blízkosti sesterských chromatidov a pripojiť sa k nim v centromére (to miesto v strede X). Teraz sú tieto kinetochórové mikrotubuly ukotvené na opačných póloch na oboch koncoch bunky, takže sa rozširujú smerom k sesterským chromatidám a spájajú ich s jedným z okrajov bunky.
Je to niečo ako chytanie ryby rybárskym prútom – nakoniec sa chromatidy oddelia a pritiahnu na opačné konce bunky.
A to je koniec prometafázy. Po skončení prometafázy sa začína metafáza – druhá oficiálna fáza mitózy.
( Kelvinsong/ Wikimedia Commons )
2. fáza: Metafáza
Metafáza je fáza mitózy, ktorá nasleduje po profáze a prometafáze a predchádza anafáze. Začína sa metafáza akonáhle sa všetky kinetochorové mikrotubuly prichytia k centromérom sesterských chromatíd počas prometafázy.
Takže sa to deje takto: sila generovaná počas prometafázy spôsobuje, že mikrotubuly začnú ťahať sem a tam na sesterské chromatidy. Keďže mikrotubuly sú ukotvené na opačných koncoch bunky, ich ťahanie tam a späť na rôzne strany sesterských chromatidov postupne posúva sesterské chromatidy do stredu bunky.
Toto rovnaké a opačné napätie spôsobuje, že sesterské chromatidy sa zarovnajú pozdĺž pomyselnej – ale veľmi dôležitej! – čiary, ktorá sa tiahne stredom bunky. Táto pomyselná čiara rozdeľujúca bunku v strede sa nazýva metafázová platňa alebo rovníková rovina .
Teraz, aby metafáza postúpila do anafázy, sesterské chromatidy musia byť rovnomerne rozdelené na tejto metafázovej platni. Tu prichádza kontrolný bod metafázy: kontrolný bod metafázy zaisťuje, že kinetochory sú správne pripojené k mitotickým vretienkam a že sesterské chromatidy sú rovnomerne rozložené a zarovnané cez metafázovú platňu. Ak sú, bunka dostane zelenú na prechod do ďalšej fázy mitózy.
Kontrolný bod je veľmi dôležitý, pretože pomáha bunke uistiť sa, že výsledkom mitózy budú dve nové, identické bunky s rovnakou DNA! Len keď bunka úspešne prejde kontrolným bodom metafázy bunka prejde do ďalšej fázy mitózy: anafázy.
(Kelvinsong/ Wikimedia Commons )
Fáza 3: Anafáza
Tretia fáza mitózy, ktorá nasleduje po metafáze a predchádza telofáze, je anafáza. Odkedy sa začali pripájať sesterské chromatidy centrozómy na opačných koncoch bunky v metafáze sú pripravené a pripravené začať sa oddeľovať a vytvárať geneticky identické dcérske chromozómy počas anafázy.
Počas anafázy sú centroméry v strede sesterských chromatíd prerušené . (Znie to horšie, ako to je!) Pamätáte si, ako sú sesterské chromatidy pripojené k mitotickému vretienku? Vreteno je tvorené mikrotubulami, ktoré sa počas tejto fázy mitózy začnú zmenšovať. Postupne ťahajú oddelené sesterské chromatidy smerom k opačným pólom bunky.
Anaphase zabezpečuje, že každý chromozóm dostane identické kópie DNA rodičovskej bunky. Sesterské chromatidy sa rozdelia v strede na ich centromére a stanú sa individuálnymi, identickými chromozómami. Akonáhle sa sesterské chromatidy rozdelia počas anafázy, nazývajú sa sesterské chromozómy. (V skutočnosti sú to skôr identické dvojčatá!) Tieto chromozómy budú po dokončení mitózy fungovať nezávisle v nových, oddelených bunkách, no stále zdieľajú identickú genetickú informáciu.
v ktorom roku bol vynájdený počítač
Napokon, počas druhej polovici anafázy sa bunka začne predlžovať, keď sa polárne mikrotubuly tlačia proti sebe . Keď sa nové sady chromozómov od seba vzdialia, začne to vyzerať ako jedna okrúhla bunka...no, skôr ako vajce.
Na konci anafázy chromozómy dosiahnu svoju maximálnu úroveň kondenzácie. To pomáha novo oddeleným chromozómom pobyt oddeľuje a pripravuje jadro na opätovné vytvorenie . . . ktorá nastáva v záverečnej fáze mitózy: telofáza.
(Kelvinsong/ Wikimedia Commons)
Fáza 4: Telofáza
Telofáza je poslednou fázou mitózy. Telofáza je, keď novo oddelené dcérske chromozómy dostanú svoje vlastné individuálne jadrové membrány a identické sady chromozómov.
Ku koncu anafázy sa mikrotubuly začali tlačiť proti sebe a spôsobovali predlžovanie bunky. Tieto polárne mikrotubuly neustále predlžujú bunku počas telofázy! Medzitým oddelené dcérske chromozómy, ktoré sú ťahané na opačné konce bunky, konečne dorazia k mitotickému vretienku.
Akonáhle sa dcérske chromozómy úplne oddelia od opačných pólov bunky, membránové vezikuly starého, rozpadnutého jadrového obalu rodičovskej bunky sa sformujú do Nový jadrový obal. Tento nový jadrový obal sa vytvára okolo dvoch sád oddelených dcérskych chromozómov a vytvára dve samostatné jadrá vo vnútri tej istej bunky.
Udalosti telofázy si môžete predstaviť ako zvrátenie udalostí, ktoré sa vyskytujú počas profázy a prometafázy. Pamätáte si, ako profáza a prometafáza sú o tom, že jadro rodičovskej bunky sa začína rozpadať a oddeľovať? Telofáza je o pretvorení jadrového obalu okolo nových jadier, aby sa oddelili od cytoplazmy každej bunky.
Teraz, keď sú dve sady dcérskych chromozómov obalené v novom jadrovom obale, začnú sa opäť rozširovať . Keď k tomu dôjde, je to koniec telofázy a mitóza je dokončená.
(LadyofHats/ Wikimedia Commons )
Cytokinéza: Čo sa stane po mitóze
Ako medzifáza, cytokinéza nie je súčasťou mitózy, ale rozhodne je dôležitou súčasťou bunkového cyklu, ktorý je nevyhnutný na dokončenie bunkového delenia. Niekedy sa výskyt udalostí cytokinézy prekrýva s telofázou a dokonca anafázou, ale cytokinéza sa stále považuje za samostatný proces od mitózy.
Cytokinéza je skutočné rozdelenie bunkovej membrány na dve samostatné bunky . Na konci mitózy sú dve nové jadrá obsiahnuté v existujúcej rodičovskej bunke, ktorá sa natiahla do podlhovastého tvaru. Takže v tomto bode sú v jednej bunke vlastne dve kompletné jadrá!
Ako sa teda z jednej bunky stanú dve bunky? Cytokinéza je zodpovedná za dokončenie procesu bunkového delenia tým, že vezme tieto nové jadrá, oddelí starú bunku na polovicu a zabezpečí, aby každá z nových dcérskych buniek obsahovala jedno z nových jadier.
Tu je návod, ako sa separácia starej bunky uskutočňuje počas cytokinézy: pamätáte si tú imaginárnu čiaru, ktorá vedie stredom bunky a rozdeľuje centrozómy, nazývanú metafázová platňa? Počas cytokinézy sa na mieste, kde bývala metafázová platnička, vyvinie kontraktilný prstenec vyrobený z proteínových vlákien.
Keď sa kontraktilný prstenec vytvorí v strede bunky, začne sa zmenšovať, čo stiahne vonkajšiu plazmatickú membránu bunky dovnútra. Môžete si to predstaviť ako opasok, ktorý sa stále sťahuje okolo stredu bunky a stláča ju na dve časti. Nakoniec sa kontraktilný prstenec zmenší natoľko, že sa plazmatická membrána odtrhne a oddelené jadrá sa môžu sformovať do vlastných buniek.
Koniec cytokinézy znamená koniec M-fázy bunkového cyklu, ktorej súčasťou je aj mitóza. Na konci cytokinézy sa deliaca časť bunkového cyklu oficiálne skončila.
5 (zadarmo!) Zdroje pre ďalšie štúdium krokov mitózy
Mitóza je zložitý proces a fázy mitózy zahŕňajú veľa veľkých slov a neznámych pojmov, o ktorých by ste sa možno chceli dozvedieť viac. Ak máte záujem ponoriť sa hlbšie do 4 štádií mitózy, pozrite si našich päť navrhovaných zdrojov na ďalšie štúdium krokov mitózy, ktoré sú vysvetlené nižšie!
#1: Animácie mitózy online
Prečítať si všetko o mitóze môže byť určite užitočné, ale čo ak vám vizuály skutočne pomôžu pochopiť, ako veci fungujú? To je miesto, kde sa vám môžu hodiť webové animácie mitózy. Sledovanie mitózy v akcii prostredníctvom webových animácií vám môže pomôcť získať predstavu o tom, čo všetky tie verbálne popisy skutočne znamenajú. Môžu vám tiež pomôcť predstaviť si, ako môžu fázy mitózy vyzerať pod skutočným mikroskopom!
Pravdepodobne existuje veľa webových animácií mitózy, na ktoré by ste sa mohli pozrieť, ale odporúčame tieto tri:
- Animácia mitózy Johna Kyrka
- Online tipy na koreň cibule The Biology Project
- Živočíšna bunková mitóza živých buniek
Obzvlášť sa nám páči animácia Animal Cell Mitosis od Cells Alive, pretože vám umožňuje pozastaviť animáciu, keď prechádza fázami mitózy, aby ste sa mohli podrobne pozrieť na to, ako mitóza funguje. Verzia Cells Alive tiež spája svoju animáciu fáz mitózy so záznamom mitózy vyskytujúcej sa pod mikroskopom, takže budete vedieť, čo hľadáte, ak budete mať niekedy za úlohu pozorovať bunkovú mitózu v laboratóriu.
#2: Mitóza: Rozdelenie je ťažké podľa Crash Course
Ak ste trochu vyčerpaní z čítania obsiahleho materiálu a potrebujete niekoho iného, aby vyjadril štádiá mitózy do prístupnejších výrazov, prejdite na YouTube a pozrite si 10-minútové video o mitóze od Crash Course s názvom Mitóza: Rozdelenie je ťažké.
Na tomto videu je pekné, že hoci je o niečo dôkladnejšie ako niektoré iné videá na YouTube, ktoré tam môžete nájsť o mitóze, je tiež skutočne zábavné. Dolezitejsie, vysvetľuje mitózu z hľadiska známych, každodenných biologických procesov , ako keď sa porežete a potrebujete, aby vaše telo vytvorilo nové bunky na liečenie.
Ak potrebujete pomoc pri premýšľaní o význame fáz mitózy v reálnom svete, ktorý nie je len niečím, čo si musíte zapamätať v laboratóriu alebo na skúšku, toto je skvelý zdroj.
#3: Fázy mitózy od Khan Academy
Tu je ďalšie video YouTube, ale tón a štýl tohto vysvetlenia krokov mitózy od Khan Academy je trochu iný. Pri sledovaní tohto návodu o fázach mitózy máte pocit, akoby ste sedeli na hodine biológie a váš učiteľ/profesor kreslil diagramy mitózy zatiaľ čo porozprávať sa s vami celým procesom (okrem tohto prípadu je váš učiteľ v pohode a na kreslenie diagramov používa iba neónové farby).
Ak hľadáte návod krok za krokom, ktorý má pomalé tempo a dôkladne sa zaoberá krokmi mitózy, Khan Academy vás pokryje!
#4: Vytvorenie a Mitosis Flip Book
Niektorým študentom môže proces vytvárania niečoho, čím ukážu svoje znalosti, pomôcť so zapamätaním si zložitých pojmov a/alebo rozvinutím dôkladného pochopenia toho, ako veci fungujú. Preto vám odporúčame vyskúšať niektoré taktiky starej školy, aby ste si vybudovali vedomosti o 4 štádiách mitózy! Osvedčeným a overeným prístupom k učeniu fáz mitózy, prevereným učiteľmi biológie, je vytvorenie knihy mitosis flip book.
Post-It poskytuje podrobný návod, ako si môžete sami vytvoriť mitóznu flipovú knižku, ale je to naozaj veľmi jednoduché: dostanete niečo na kreslenie, vezmete si malé kartičky s poznámkami alebo lepiace papieriky na kreslenie a kreslíte. ako vyzerá každá fáza bunkového cyklu na jednotlivých poznámkových kartách/lepiacich lístkoch!
Keď dokončíte kreslenie svojej verzie štádií mitózy na svoje karty, buď ich prilepíte, prilepíte alebo zošívate dohromady a voila! Môžete listovať listom mitózy od začiatku do konca a sledovať priebeh mitózy cez štyri fázy.
Činnosti, ako je táto, vám môžu pomôcť vtlačiť do pamäte, ako vyzerá každý krok mitózy. Navyše, keď dokončíte svoj listový zošit, získate vreckový zdroj, ktorý môžete nosiť so sebou ako súčasť študijného sprievodcu alebo ako rýchly zdroj na zopakovanie pred kvízom alebo skúškou!
#5: Súprava štúdie mitózy od ProProfs Flashcards
Možno sa zo svojich znalostí o fázach mitózy cítite celkom dobre, ale potrebujete pomoc pri testovaní týchto vedomostí pred formálnym kvízom alebo skúškou. To je kde ProProfs Flashcards študijný súbor mitózy, prichádza online študijná príručka, ktorá poskytuje množstvo kartičiek, ktoré vám pomôžu otestovať vaše znalosti o štádiách mitózy.
Na tejto sade kartičiek je zábavné, že si môžete vybrať rôzne štýly hodnotenia v závislosti od toho, kde ste vo svojich znalostiach o mitóze. Sada kartičiek obsahuje tradičné kartičky s otázkami a odpoveďami, funkciu kartičiek špecificky zameranú na zapamätanie, kvíz s viacerými možnosťami a porovnávanie. Ak si chcete precvičiť testovanie na krokoch mitózy predtým skutočný test, pozrite si tento zdroj!
Karty ProProfs Flashcards poskytujú niekoľko študijných súborov na iné témy súvisiace s mitózou alebo zahŕňajúce mitózu, takže ak potrebujete otestovať svoje znalosti o mitóze nad rámec štyroch fáz, tento zdroj vám môže tiež pomôcť.
Čo bude ďalej?
Aký je rozdiel medzi mitózou a meiózou ? Zistite viac pomocou nášho porovnania vedľa seba.
Potrebujete preskúmať rôzne časti bunky a čo robia? Prevedieme vás funkciami bunkovej membrány, endoplazmatického retikula , a vakuoly . Ak sa lepšie naučíte pri pohľade na celkový obraz, budete tiež chcieť mať po ruke nášho úplného sprievodcu živočíšnymi bunkami, aby ste sa k nemu mohli vrátiť pri čítaní o každej jednotlivej bunkovej štruktúre.
Ak chcete viac tradičných zdrojov, ktoré vám pomôžu dozvedieť sa o bunkovom cykle, náš zoznam najlepších kníh AP biológie na štúdium, ktoré ste pokryli.
Absolvovanie hodín prírodných vied na strednej škole (a dobré výsledky v nich!) je dôležitým krokom na vašej ceste k univerzite snov. Prečítajte si tento článok o tom, ktoré hodiny vedy musíte absolvovať pred podaním prihlášky na vysokú školu, aby ste zistili, ktoré triedy sú pre vás vhodné.